γ谱仪的应用课件

1、 孟纪群 本章主要包括射线与物质的相互作用， 谱仪的原理、结构及应用。 衰变与射线的产生 处于激发态的原子核通过发射光子或内转换电子而跃迁到能量比较低的状态，这种转变过程称为跃迁或衰变 射线的性质 原子核的质量数和电荷数保持不变，只是能量状态发生改变 射线是没有质量，不带电而有能量的光子流，其射程较远 射线与物质的相互作用： 光电效应 康普顿效应 电子对效应 谱仪主要研究光电效应产生的全能峰 谱仪的探测原理 射线与探测器材料相互作用后产生的电子，在高压电场的作用下定向移动，产成电信号，经放大后被多道分析器分析 谱仪定性分析的原理 脉冲幅度直接准确的代表了电子的能量，光电效应产生的全能峰的能量是

2、确定的 谱仪定量分析的原理 光电效应产生的光电子的个数可由脉冲个数反映探头电荷灵敏放大器高压缓冲器打印机计算机多道分析器线性放大器高压电源液 氮容 器铅室 能发射射线的核素理论上都可进行定性和定量分析 与常见的探测器的区别 核素定性;前处理简单;本底较高,测量时间长 HPGe与(NaI、GeLi)探头谱仪的区别 性能上:能量线性;能量分辨率;稳定性;效率接近;本底较低 本章主要包括谱仪的安装; 能谱的构成; 谱仪的重要概念和性能指标; 谱仪的调试。 探头的安装 接地与线路安装 软件安装 网卡与网络的安装 全能峰或光电峰 康普顿连续谱 单、双逃逸峰(511Kev和1022Kev) 其它 反散射峰

3、、轫致辐射峰、级联加和峰、偶然符合峰、淹没峰等 一般情况对全能峰的影响较小 本节包括： 概念和性能指标的意义； 定义的方法或公式； 我室的DSPEC实际测量值等（本课件包括所有仪器参数等均指我室谱仪） 仪器本征探测效率： 一般指探测器探测到的衰变粒子数与源的活度之比；规定为Co60点源 谱仪的相对效率： 相对与NaI（Tl）7777探头的本征效率 DSPEC 45 全能峰效率：全能峰的面积计数与源的该能量的活度之比（应用） 作用：是峰形和能量分辨的重要指标 定义：全能峰中心道计数一半的宽度（道数或Kev） 一般测试方法： Co60（1.332Mev）和Eu152（121.78Kev）点源 DS

4、PEC分别为1.72Kev和0.91Kev 作用：符合高斯分布的程度 一般为Co60（1.332Mev）点源 十分之一高宽（FWTM）比半高宽（ FWHM ） 理论为1.82，国际为2，实测为1.85 五十分之一高宽（FWFM）比半高宽（ FWHM ） 理论为2.38，国际为800 作用：多道分析器的道数与能量的对应关系 可用能量刻度后的直线回归的相关系数R2值来表示 DSPEC的1R20.9999 24小时连续道漂，国标规定2道，实测104 单点刻度法 多点刻度法 直线回归与R2 能量刻度曲线对应的一次函数 指标及对某一点的偏差 验证（可靠性和可行性） 能量刻度曲线的应用 谱仪的能量刻度的频

5、次取决于谱仪的稳定性 能量刻度曲线的调用源主能峰能量（Kev）241Am59.54137Cs661.6260Co1173.2160Co1332.4740K1460.75y = 0.1796x + 11.35R2 = 105001000150020000200040006000800010000道能量( K e 效率刻度是求出效率和能量的关系曲线或对应的函数 谱仪的效率刻度是定量分析的基础，效率刻度后才可进行核素的活度分析 基体物质（惰性物质） 化学成分、物理状态、放射性活度、与标准物质易于混合、物理化学性质稳定 刻度源 均匀性、模拟性、稳定性、高纯度、准确度、密闭性 基体本底源 单点刻度（关心

6、核素） 多点刻度（全谱刻度） 混合刻度 未知活度的Eu152 和已知活度的单能核素 曲线光滑程度（任一点的） 双对数坐标的直线回归验证 大约200Kev以上 已知活度的样品源的活度验证 单点刻度的应用 刻度曲线的查图应用 效率刻度曲线对应的双对数函数的应用 效率刻度的频次取决于谱仪的稳定性 效率刻度曲线的调用0.00%2.00%4.00%6.00%02004006008001000 1200 1400 1600能量 （K效 -2.5-2-1.5-1-0.511.522.533.5log（ Elog（? 效率最高点后的曲线拟合为： -0.8423x+0.5558，R20.9959。 本章主要包括

7、谱仪的定性和定量分析的一般步骤和基本的计算公式。 谱仪的定性分析是谱仪的重要应用 在应急状况下，快速鉴别关心样品中的核素与知道各种核素的活度同等重要 简单测试样品中较高的核素，直观预测关心的核素的活度高低 在样品测量前后分别测量能量刻度源，进行能量响应测试 调用合适的能量刻度曲线 需要的话重新进行能量刻度 测量样品 寻峰（二阶导数法） 人工寻峰：FWHM的4倍宽 对比核素库，确定样品中的核素 根据需要进行主要核素的估算或定量分析 以核素衰变纲图及核素库为基础 多能核素的各能量主能峰的相互验证 母子体核素的相互验证 干扰核素验证（0.5 倍FWHM ） 测试谱仪的能量和效率 进行简单的定性和对关

8、心核素的预测 一般要求：样品活度谱仪的MDA的10倍 计算机：时间、MDA公式、寻峰灵敏度、辨别峰的宽度、库文件、取样量和活度单位、时间校正、不确定度类型、不确定峰的数量等 本底扣除 可扣除的基础，无道差 逐道扣处法 基底计算公式 直线基底、抛物线基底、积分基底 直线基底的扣除公式6122lhCiCiBhhilli）（hliCiAg33ahlCigA1l -h5)- l -B(h-agn AA 光滑的意义 光滑的公式 Si（Oi-2+4Oi-1+6Oi+4Oi+1+Oi+2）/16 活度计算公式 AAn/( tVI) 其中：A：样品关心核素总活度，Bq An ：该核素主能峰的全峰面积净计数 t：测量时间，s ：该核素主能峰的刻度效率 V：样品回收，未作前处理为100% I：该核素主能峰的分支比1565agnlhlhlhBAA 以核素衰变纲图及核素库为基础 多能核素的各能量主能峰的相互验证 母子体核素的相互验证 干扰核素验证（0.5 倍FWHM ） 没有前处理的回收为100 有前处理的样品回收的确定 质控措施 对谱仪的定期校验 样品